128m临时支墩计算书

(80.6+128+80.6)m连续梁临时支墩设计

计 算 书

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北京博瑞模板脚手架有限责任公司

2010年11月 北京

80.6+128+80.6m连续梁临时支墩计算书

1. 设计依据

无碴轨道（80.6+128+80.6）预应力混凝土连续梁设计图

2. 设计规范

2.1.《新建时速300—350公里客运专线铁路设计暂行规定》（上、下）（铁建设[2007]47号） 2.2.《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）

2.3.《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB10002.3-2005） 2.4.《铁路桥涵施工规范》（TB10203-2002） 2.5.《铁路混凝土工程施工技术指南》（TZ210-2005） 2.6.其它相关规范、规程

3. 设计荷载

荷载1：梁重不均匀，一个悬臂自重增大5%，另一个悬臂自重减少5%； 荷载2：挂篮、及施工机具重量偏差系数，一端采用1.2，另一端采用0.8；

荷载3：梁体上堆放工具材料，一侧悬臂作用有5KN/m均布荷载，并在端头有150KN集中力，另一侧悬臂空载；

荷载4：挂篮向20号段移动时不同步，一端移到20号段位置，另一端相差2.0m； 荷载5：20号梁段混凝土灌注不同步，一端灌注完成，另一端灌注一半；

荷载6：在灌注20号段时，一端挂篮连同混凝土坠落，梁体、挂篮、机具及其它荷载动力系数1.2；

荷载7：最大悬臂长度时，一端悬臂承受100%的风载。另一端悬臂承受竖向50%的风载。 按《铁路桥涵设计基本规范》，风荷载强度按下式计算

W=K1K2K3W0

其中基本风压W0=600Pa 风载体系数K1=1.3 风压高度变化系数K2=1.13 地形、地理条件系数 K3=1.0

则风荷载强度W=1.3X1.13X1.0X600=881.4Pa

4.临时支座反力计算

4.1.组合1：荷载1+荷载2+荷载3+荷载5+荷载7

计算图式

荷载1：A侧悬臂自重系数调整为1.05，B侧悬臂自重系数调整为0.95。 荷载2：挂篮及施工机具重520KN，A侧梁端施加集中荷载：

F2a=520KN×1.2=624KN

B侧梁端施加集中荷载：

F2b=520KN×0.8=416KN

荷载3：A侧悬臂施加均布荷载:

q3a=5KN/m

A侧梁端施加集中荷载：

F3a=150KN

荷载5：20号段重1467KN，A侧梁端施加集中荷载：

F5a=1467KN

B侧梁端施加集中荷载：

F5b=733.5KN

荷载7：梁宽12.0m，故A侧悬臂施加均布风荷载：

q7a=881.4×12.0=10.58KN/m

B侧悬臂施加均布风荷载：

q7b=881.4×12.0×0.5=5.29KN/m

如图所示，荷载组合1在A侧加载荷载：

qaq3aq7a15.58KN/m FaF2aF3aF5a2241KN

B侧加载荷载：

qbq7b5.29KN/m

FbF2bF5b1149.5KN

荷载组合1

在荷载组合1情况，临时支座反力 f1=85329KN

f1’=-10479.7KN

4.2.组合2：荷载1+荷载2+荷载3+荷载4+荷载7

计算图式

荷载4：A侧梁端施加集中荷载：

F4a=624KN

B侧距梁端2m处施加集中荷载：

F4b=416KN

如图所示，荷载组合2在A侧加载荷载：

qaq3aq7a15.58KN/m FaF3aF4a774KN

B侧加载荷载：

qbq7b5.29KN/m FbF4b416KN

荷载组合2

在荷载组合2情况，临时支座反力 f2=719.2KN

f2’=684.5KN

4.3.组合3：荷载1+荷载2+荷载3+荷载6

计算图式

荷载6：B侧20号段坠落最不利，节段重1467KN， A侧梁端施加集中荷载：

F6a=1467KN

如图所示，荷载组合3在A侧加载荷载：

qaq3a1.26KN/m

Fa(F2aF3aF6a)1.226.2KN

B侧加载荷载：

qb0 Fb0

荷载组合3

在荷载组合3情况，临时支座反力 f3=129787.2KN

f3’=-57845.1KN

4.4.组合4：荷载1+荷载2+荷载3+荷载8。此项组合用以检算临时支座抵抗横向风荷载的承载力。

计算图式

荷载1：A侧悬臂自重系数调整为1.05，B侧悬臂自重系数调整为0.95。 荷载2：挂篮及施工机具重560KN，A侧梁端施加集中荷载：

F2a=520KN×1.2=624KN

B侧梁端施加集中荷载：

F2b=520KN×0.8=416KN

荷载3：A侧悬臂施加均布荷载:

q3a=5KN/m

A侧梁端施加集中荷载：

F3a=150KN

荷载8：取每段平均梁高h，两侧悬臂施加相反方向的均布风荷载：

q8a=q8b=600h

则荷载组合4在A侧加载荷载：

qaq3a5KN/m

q8a=600h

FaF2aF3a774KN

B侧加载荷载：

q8b=0.5×600h Fb416KN

在荷载组合4下，计算结果如图：

临时支座反力图 在荷载组合4情况，临时支座反力 f4=68402.2KN

F4’=3246.7KN

不考虑挂篮坠落工况时：

单个临时支座所受压力最大值Fmax=f1/2=426.6KN 所受拉力最大值Fmax=f1’/2=-5239.85KN 考虑单侧挂篮坠落工况时：

单个临时支座所受压力最大值Fmax=f3/2=3.6KN 所受拉力最大值Fmax=f3’/2=-222.6KN 按设计图给定的最大不平衡弯矩和最大压力计算：

单个临时支座所受压力最大值Fmax=f0/2=36216KN 所受压力最小值Fmax=f0’/2=3784KN

4.5结论

对于以上四种工况，临时支座方案均不能满足箱梁抗倾覆的要求。应采用临时支墩方案。

5.临时支墩反力计算

5.1．组合1：荷载1+荷载2+荷载3+荷载5+荷载7

计算图式

荷载1：A侧悬臂自重系数调整为1.05，B侧悬臂自重系数调整为0.95。 荷载2：挂篮及施工机具重520KN，A侧梁端施加集中荷载：

F2a=520KN×1.2=624KN

B侧梁端施加集中荷载：

F2b=520KN×0.8=416KN

荷载3：A侧悬臂施加均布荷载:

q3a=5KN/m

A侧梁端施加集中荷载：

F3a=150KN

荷载5：20号段重1467KN，A侧梁端施加集中荷载：

F5a=1467KN

B侧梁端施加集中荷载：

F5b=733.5KN

荷载7：梁宽12.0m，故A侧悬臂施加均布风荷载：

q7a=881.4×12.0=10.58KN/m

B侧悬臂施加均布风荷载：

q7b=881.4×12.0×0.5=5.29KN/m

如图所示，荷载组合1在A侧加载荷载：

qaq3aq7a15.58KN/m FaF2aF3aF5a2241KN

B侧加载荷载：

qbq7b5.29KN/m

FbF2bF5b1149.5KN

荷载组合1

在荷载组合1情况，临时支墩反力 f1=28037.1KN

f1’=10332.4KN

5.2.组合2：荷载1+荷载2+荷载3+荷载4+荷载7

计算图式

荷载4：A侧梁端施加集中荷载：

F4a=624KN

B侧距梁端2m处施加集中荷载：

F4b=416KN

如图所示，荷载组合2在A侧加载荷载：

qaq3aq7a15.58KN/m FaF3aF4a774KN

B侧加载荷载：

qbq7b5.29KN/m

FbF4b416KN

荷载组合2

在荷载组合2情况，临时支墩反力 f2=252.3KN

f2’=12004.9KN

5.3.组合3：荷载1+荷载2+荷载3+荷载6

计算图式

荷载6：B侧20号段坠落最不利，节段重1467KN， A侧梁端施加集中荷载：

F6a=1467KN

如图所示，荷载组合3在A侧加载荷载：

qaq3a1.26KN/m

Fa(F2aF3aF6a)1.226.2KN

B侧加载荷载：

qb0 Fb0

荷载组合3

在荷载组合3情况，临时支墩反力 f3=35554.7KN

f3’=1361.2KN

5.4.组合4：荷载1+荷载2+荷载3+荷载8。此项组合用以检算临时支墩抵抗横向风荷载的承载力。

计算图式

荷载1：A侧悬臂自重系数调整为1.05，B侧悬臂自重系数调整为0.95。 荷载2：挂篮及施工机具重560KN，A侧梁端施加集中荷载：

F2a=520KN×1.2=624KN

B侧梁端施加集中荷载：

F2b=520KN×0.8=416KN

荷载3：A侧悬臂施加均布荷载:

q3a=5KN/m

A侧梁端施加集中荷载：

F3a=150KN

荷载8：取每段平均梁高h，两侧悬臂施加相反方向的均布风荷载：

q8a=q8b=600h

则荷载组合4在A侧加载荷载：

qaq3a5KN/m

q8a=600h

FaF2aF3a774KN

B侧加载荷载：

q8b=0.5×600h Fb416KN

在荷载组合4下，计算结果如图：

临时支墩反力图 在荷载组合4情况，临时支墩反力 f4=26399.5KN

F4’=12586.3KN

临时支墩轴力图

临时支墩应力图

在横向风荷载作用下，临时支墩最大应力值为160MPa。满足要求。 不考虑挂篮坠落工况时：

单个临时支墩所受压力最大值Fmax=f1=28037.1KN 考虑单侧挂篮坠落工况时：

单个临时支墩所受压力最大值Fmax=f3=35554.7KN

5.5.临时支墩设计计算

临时支墩采用φ1220X12的钢管混凝土柱。钢管内填充C40混凝土。

钢管混凝土材料性能(根据规程DL/T5085-1999) 混凝土 C40 钢材 Q235 混凝土强度标准值fck 26.8 Mpa 混凝土强度设计值fc 19.1 Mpa 钢材屈服强度fy 235 Mpa 钢材抗压强度设计值f 215 Mpa 钢管外径D 1220 mm 钢管壁厚t 12 mm 组合截面面积Asc 11686.625 mm2 核心混凝土横截面积Ac 1123446.098 mm2 钢管横截面积As 45540.52705 mm2 截面约束效应系数标准值KCk 0.355450296 截面约束效应系数设计值KC0 0.498747013 系数B1 1.1499 系数C1 -0.108192 组合轴压强度标准值fscy 43.06928269 MPa 组合轴压强度设计值fsc 33.519474 比例极限fscp 29.28711223 Mpa 比例极限对应的应变epxlscp 0.00076375 组合轴压弹性模量Esc 38346.446 Mpa 组合容重 2.7025E-05 N/M3 轴压承载力设计值 39265.3194 KN 弹性失稳界限长细比LMDp 113.6774337 弹塑性失稳界限长细比LMDo 12.65885542 计算长度L 15000 MM 长细比LMD 49.18032787 系数e 131871523.9 系数d 7500 系数c 0.993410657 系数b 0.001041065 系数a -4.112E-05 轴压稳定系数FI 0.945153387

轴压稳定承载力设计值 37111.74962 KN

以上计算可得，单根钢管混凝土柱承载力设计值为37111.75KN。大于单根临时支墩所受最大压力。经计算，横向联接系杆件强度、稳定满足规范要求。

承台采用C35等级混凝土，临时支墩采用φ1220X12的钢管混凝土柱。 混凝土局部承压允许应力提高系数

混凝土局部承压容许应力

A7.362.5 Ac1.179.8A24.5MPa Ac不考虑挂篮坠落工况时，临时墩下混凝土局部承压应力

F428037.1103123.96MPa24.5MPa 6Ac1.1710考虑挂篮坠落工况时，由于挂篮坠落工况发生的概率较低，在计算该工况时，混凝土局部承压允许应力提高系数为3.0。临时墩下混凝土局部承压应力

F335554.7103230.4MPa3.09.829.4MPa 6Ac1.1710根据有关规定，在工程中，实际最大应力可超过允许应力的5%，故满足要求。